本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種設(shè)置液體分布器的催化蒸餾設(shè)備，屬于化工裝置領(lǐng)域，中部反應(yīng)段每一個催化劑床層上部設(shè)置液體分布器，兩側(cè)為氣升管，氣升管為催化劑床層壁與塔體形成的空間，氣升管的頂部高于液體分布器；液體分布器由盤面和均布設(shè)置在盤面上的篩孔和篩管組成，篩孔和篩管在盤面的排布方式均為三角形排布，兩個相鄰的三角形為篩孔和篩管相間；催化劑床層底部設(shè)置底部支撐，催化劑散裝在液體分布器、底部支撐和催化劑床層壁形成的空間內(nèi)。本發(fā)明專利技術(shù)使液相物料均勻分布于催化劑床層，提高了催化劑利用效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種設(shè)置液體分布器的催化蒸餾設(shè)備，是石化工業(yè)的催化蒸餾工藝的新型設(shè)備，屬于化工裝置領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
催化蒸餾設(shè)備是基于放熱化學(xué)反應(yīng)過程、且反應(yīng)物與生成物沸點(diǎn)不同，將催化反應(yīng)與分離兩個過程耦合在同一設(shè)備中進(jìn)行的裝置，在反應(yīng)進(jìn)行的同時使反應(yīng)物與生成物分離，以打破反應(yīng)的平衡使反應(yīng)進(jìn)行完全，進(jìn)而達(dá)到更高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。由于反應(yīng)放出的熱量用于產(chǎn)物分離，既簡化了工藝流程，又達(dá)到了降低能耗的效果。催化蒸餾塔一般包括上部的精餾段、中部的反應(yīng)段、下部的提餾段三個部分，其中 反應(yīng)段的結(jié)構(gòu)，即催化劑在催化蒸餾塔中的裝填方式是催化蒸餾技術(shù)的關(guān)鍵。對于反應(yīng)床層采用催化劑散裝方式的催化蒸餾塔，將不能將分離與反應(yīng)兩個單元操作耦合在一起，無法達(dá)到液體在催化劑表面均勻分布的目的、容易形成溝流現(xiàn)象而不利于充分反應(yīng)。美國專利4443559將催化劑顆粒裝入用玻璃纖維縫制的小口袋里，用有一定開口空間的不銹鋼絲網(wǎng)覆蓋支撐，再卷成具有一層不銹鋼絲網(wǎng)、一層裝有催化劑的小口袋的捆束型圓柱體催化蒸餾構(gòu)件。這種催化蒸餾構(gòu)件即可作為分離元件，也可作為反應(yīng)載體，因此無需安裝液體分布器，但捆包型式的催化蒸餾構(gòu)件制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜，催化劑成本高。現(xiàn)有中國專利中，CN1042664提供了一種催化蒸餾設(shè)備，其特征是反應(yīng)段分成若干個床層，兩個床層間設(shè)一分餾塔盤。催化劑床層的上部設(shè)有催化劑攔網(wǎng)，底部設(shè)有催化劑支撐板，并在催化劑支撐板上鋪有絲網(wǎng)，催化劑散裝在催化劑床層的上攔網(wǎng)與鋪有絲網(wǎng)的支撐板之間。具有裝卸方便、液相反應(yīng)物與催化劑直接接觸的優(yōu)點(diǎn)，但由于催化劑床層上方?jīng)]有設(shè)置液體分布器，塔盤上的液相物料通過受液盤后直接經(jīng)過床層上部絲網(wǎng)流入催化劑床層，易形成溝流，降低了催化劑利用效率。專利CN1281744公開了一種分餾反應(yīng)塔板型催化蒸餾裝置，其特點(diǎn)是反應(yīng)段由一個或若干個分餾反應(yīng)塔板構(gòu)成，每個分餾反應(yīng)塔板分為兩個區(qū)域，上為分餾區(qū)，下為反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)區(qū)頂端有液相反應(yīng)物料進(jìn)口，中間為倒漏斗狀液相反應(yīng)物料導(dǎo)管，下部是擴(kuò)大的催化劑床層。該專利提供的催化蒸餾設(shè)備雖然提供了催化劑床層上方的倒漏斗狀液相反應(yīng)物料導(dǎo)管，利于液相物料在催化劑床層的均勻分布，但由于導(dǎo)管內(nèi)側(cè)沒有專設(shè)導(dǎo)流措施，僅靠倒漏斗進(jìn)行導(dǎo)流易形成中間物料偏多，而床層兩邊催化劑接觸反應(yīng)物料偏少的現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種催化蒸餾設(shè)備，該催化蒸餾設(shè)備中部反應(yīng)段催化劑床層上方設(shè)置了液體分布器，使催化劑床層結(jié)構(gòu)易于液相物料在催化劑床層內(nèi)部均勻分布，提高了催化劑使用效率。本專利技術(shù)所述的設(shè)置液體分布器的催化蒸餾設(shè)備，包括上部的精餾段，中部的反應(yīng)段和下部的提餾段，其技術(shù)要點(diǎn)在于(I)中部反應(yīng)段包含至少兩個具有氣升管的催化劑床層，每對相鄰的催化劑床層間至少設(shè)置一塊分餾塔盤；(2)中部反應(yīng)段每一個催化劑床層上部設(shè)置液體分布器，催化劑床層兩側(cè)為氣升管，氣升管為催化劑床層壁與塔體形成的空間，氣升管的頂部高于液體分布器，作為維持在液體分布器表面上有一定高度的液層和防止液相物料進(jìn)入氣升管中的堰；(3)液體分布器由盤面和均布設(shè)置在盤面上的篩孔和篩管組成，篩孔和篩管在盤面的排布方式均為三角形排布，兩個相鄰的三角形為篩孔和篩管相間；(4)催化劑床層底部設(shè)置底部支撐，催化劑散裝在液體分布器、底部支撐和催化劑床層壁形成的空間內(nèi)。所述的篩孔和篩管在盤面的排布方式為以任意點(diǎn)為中心由內(nèi)到外連續(xù)相套的等邊三角形，兩個相鄰的等邊三角形為篩孔和篩管相間。 所述的篩孔和篩管在盤面的排布方式為以任意點(diǎn)為直角三角形直角頂點(diǎn)的由內(nèi)到外依次相套的直角三角形，兩個相鄰的直角三角形為篩孔和篩管相間。所述的篩孔的內(nèi)徑為I 8mm。所述的篩管的內(nèi)徑為I 8mm。所述的篩管高度為10 60mm。對篩孔和篩管進(jìn)行排布時，最好是從盤面的中心位置開始，圖形依次由內(nèi)到外相套，直到最大的一個等邊或直角三角形出現(xiàn)時為止，再繼續(xù)選取其它點(diǎn)進(jìn)行排布。等邊或直角三角形的排布方向?yàn)槿我狻Ｋ龅牡撞恐螐纳现料乱来卧O(shè)置鋪有惰性填料的絲網(wǎng)、多孔篩板和催化劑支撐板，為常規(guī)設(shè)置。所述的催化劑床層液體分布器上方設(shè)置降液管和液封槽，液封槽位于降液管和液體分布器之間，為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)設(shè)置。反應(yīng)段每兩個催化劑床層間設(shè)置分餾塔盤，精餾段和提餾段的塔盤數(shù)目、床層數(shù)目以及每個催化劑床層催化劑的裝填量，是根據(jù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及對產(chǎn)品純度及產(chǎn)量的要求而定的。液體分布器的篩孔和篩管個數(shù)根據(jù)工藝需要確定。為適應(yīng)裝置負(fù)荷的變動，篩管高度可選用I 3種長短不一的短管，篩孔和不同高度的篩管均布在篩板表面。液相物料由塔頂向下流動至精餾段最后一個塔盤，經(jīng)降液管和液封槽，溢流至催化劑床層上方的液體分布器，液相物料經(jīng)液體分布器上的篩孔和篩管導(dǎo)流后流入催化劑床層，液體在催化劑床層能均勻分布，并在此進(jìn)行反應(yīng)并放出反應(yīng)熱。向下流動的物料經(jīng)過鋪有惰性填料的絲網(wǎng)、多孔篩板及催化劑支撐板后流入下一個分餾塔盤上，在此與下一個床層氣升管上來的氣相進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，塔盤上氣液交換后的氣相經(jīng)上一個床層的氣升管進(jìn)入上一個塔盤，塔盤上氣液交換后的液相繼續(xù)向下流動，并流入下一個床層繼續(xù)反應(yīng)。如此交替連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)與分餾過程，直至達(dá)到要求的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為止。在每一個催化劑床層的上部設(shè)有至少一個人孔或手孔，下部設(shè)有催化劑卸出口，用于裝卸催化劑或設(shè)備檢修。也可在每個催化劑床層之間設(shè)一個或幾個連通管，將催化劑從最上面床層的裝入口裝入，使用后從最下面床層的一個卸出口卸出。本專利技術(shù)所述的設(shè)置液體分布器的催化蒸餾設(shè)備中各個部件所采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的原材料。本專利技術(shù)的有益效果如下與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于催化劑床層上方設(shè)置了液體分布器，使液相物料均勻分布于催化劑床層，提高了催化劑利用效率，進(jìn)而提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。本專利技術(shù)的設(shè)備可用于含異丁烯的碳四與甲醇作用合成MTBE反應(yīng)及其他叔烯烴與醇的醚化反應(yīng)、醇脫水生成醚的反應(yīng)、有機(jī)酸與醇的酯化反應(yīng)、有機(jī)酸與烯烴的直接酯化反應(yīng)、鏈烷烴或芳烴的烷基化反應(yīng)、以及其他的可逆平衡反應(yīng)。附圖說明圖I是本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)液體分布器的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、精餾段；2、反應(yīng)段；3、提餾段；4、塔體；5、降液管；6、液封槽；7、液體分·布器；8、第一催化劑床層；9、第一氣升管；10、分懼塔盤；11、第二氣升管；12、堰；13、第二催化劑床層；14、手孔；15、底部支撐；16、催化劑卸出口 ；17、短篩管；18、長篩管；19、篩孔；20、盤面。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進(jìn)一步描述。如圖I、圖2所示本專利技術(shù)所述的設(shè)置液體分布器的催化蒸餾設(shè)備，上部為精餾段1，下部為提餾段3，中部為反應(yīng)段2，其技術(shù)要點(diǎn)為(I)反應(yīng)段2設(shè)置第一催化劑床層8和第二催化劑床層13，第一個催化劑床層8和第二催化劑床層13之間設(shè)置一塊分餾塔盤10，第一個催化劑床層8的上方設(shè)置降液管5和液封槽6,液封槽6位于降液管5和第一催化劑床層8的液體分布器7之間,其余催化劑床層也同樣設(shè)置液封槽和降液管；(2)中部反應(yīng)段2每一個催化劑床層上部設(shè)置液體分布器7，兩側(cè)為氣升管，氣升管為催化劑床層兩側(cè)與塔體4形成的空間，氣升管的頂部高于液體分布器7，作為維持在液體分布器表面上有一定高度的液層和防止液相物料進(jìn)入氣升管中的堰12 ；(3)液體分布器由盤面20和均布設(shè)置在盤面上的篩孔19和篩本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種設(shè)置液體分布器的催化蒸餾設(shè)備，包括上部的精餾段，中部的反應(yīng)段和下部的提餾段，其特征在于：中部反應(yīng)段包含至少兩個具有氣升管的催化劑床層，每對相鄰的催化劑床層間至少設(shè)置一塊分餾塔盤；中部反應(yīng)段每一個催化劑床層上部設(shè)置液體分布器，催化劑床層兩側(cè)為氣升管，氣升管為催化劑床層壁與塔體形成的空間，氣升管的頂部高于液體分布器，作為維持在液體分布器表面上有一定高度的液層和防止液相物料進(jìn)入氣升管中的堰；液體分布器由盤面和均布設(shè)置在盤面上的篩孔和篩管組成，篩孔和篩管在盤面的排布方式均為三角形排布，兩個相鄰的三角形為篩孔和篩管相間；催化劑床層底部設(shè)置底部支撐，催化劑散裝在液體分布器、底部支撐和催化劑床層壁形成的空間內(nèi)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉淑芝，李剛，呂愛梅，何宗華，菅秀君，王建華，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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